ETER2_U3_A3_SEMB - Sergio Marquez Barrios

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Termodinámica 2 
ER-ETER2-1901-B1-001 
 
Javier Hernández Pérez 
 
Unidad 3 
Cálculo de entropía en sistemas reactivos 
 
Actividad 3 
Aplicaciones de la psicometría 
 
SERGIO ADRIÁN MÁRQUEZ BARRIOS 
ES172011571 
Marzo, 2019 
 
 
 
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Resuelve los siguientes ejercicios y básate en los resueltos para resolverlos, los 
cuales puedes consultar con el nombre de Ejercicios de entropía: 
 
• Considera por ejemplo la reacción de etileno con aire (C2H4). El combustible y el 
aire entran separados a la cámara de reacción a 298K y 1atm. Las temperaturas de 
combustión adiabática con un 400 por 100 de aire. Las temperaturas del aire teórica 
están próximas a 1020°K. Calcula: 
 
- La entropía de los reactantes por kmol del combustible. 
- La entropía de los productos de la reacción por kmol del combustible. 
- La entropía de la reacción global. 
 
Datos: 
Acetileno en exceso del 100% de aire (100%+100% = 200%) Condiciones estándar 
(1 atm, 298 °K) 
 Acetileno en exceso del 100% de aire (100%+400% = 500%) Condiciones estándar 
(1 atm, 298 °K) 
Temp. Inicial = Temperatura final (la combustión ocurre a condiciones estandar) 
 
Se obtiene la ecuación de combustión: 
C2H4 + aire = Co2+H2o+N2 
C2H4 + xO2 + yN2 → Co2+H2o+N2 (aire = 21% de Oxigeno y 79% de hidrogeno) 
1 mol de oxigeno (21/21) y 79/21 mol de nitrógeno o 3.762 mol de nitrógeno 
C2H4 + O2 + 
��
��
N2 → Co2+H2o+
��
��
N2 ó C2H4 + O2 + 3.762N2 → Co2+H2o+3.762N2 
Haciendo el balance 
C2H4+3O2+3*(79/21)N2→2CO2+2H2O+3*(79/21)N2 
 ó 
C2H2+3O2+11.28N2→2CO2+2H2O+11.28N2 
Se multiplica por 4 los componentes del aire 
Se multiplica por 4 los componentes del aire 
C2H3 + 2*3O2 + 2*11.28 N2 → 2 CO2 + 2H2O + 2*11.28 N2 
C2H3 + 6O2 + 22.56 N2 → 2 CO2 + 2H2O + 22.46 N2 
 
C2H3 + 4*3O2 + 4*11.28 N2 → 2 CO2 + 2H2O + 4*11.28 N2 
C2H3 + 12O2 + 45.12 N2 → 2 CO2 + 2H2O + 45.12 N2 
 
 
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La entropía específica reactante es: 
 
SC2H4 = 219.83 kj/kmol*k 
SO2 = 205.03-8.312*ln(6/28.56) = 218.0 kj/kmol*k 
SN2 = 191.5-8.314*ln(22.56/28.56) = 193.46 kj/kmol*k 
 
 
 
 
 
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C2H3 + 6O2 + 22.56 N2 → 2 CO2 + 2H2O + 22.46 N2 
 
C2H3 + 12O2 + 45.12 N2 → 2 CO2 + 2H2O + 45.12 N2 
 
a) Entonces la entropía de los reactantes por kmol de combustible es: 
 
SREAC=1SC2H4+6SO2+22.56SN2 = 5892.28 kj/k por kmol de combustible 
 
La entropía específica de los productos considerando que los valores de entropía de 
referencia son a 1600 °K para ello tienen que consultar la entropía de las tablas de 
A3 al A11 del wark para cada producto a dicha temperatura entonces es: 
 
ScO2=295.901- 8.314*ln(2/29.56)= 318.3 kJ/kmol*K 
SH2O=253.51- 8.314*ln(2/29.56)= 275.91 kJ/kmol*K 
SO2=260.33- 8.314*ln(3/29.56)= 279.35 kJ/kmol*K 
SN2=244.028- 8.314*ln(22.56/29.56)= 246.27 kJ/kmol*K 
 
b) Y la entropía de los productos por kmol del combustible es: 
 
 
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SPROD=2*SCO2 + 2*S H2O + 3*SO2 +22.56*SN2 = 7582.32 kJ/K por kmol de 
combustible 
 
c) Por tanto, la entropía de la reacción global para el 200 % del aire teórico es: 
 
S TOTAL REACCION = SPROD - SREAC = 7582.32-5892.28 = 1690 kJ/K por kmol de 
combustible